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精細化工產品提升紡織行業的品質


何  麗

(南洋理工大學  新加坡  637122)


摘  要:隨著我國國民經濟的發展,向紡織工業提洪更多更新型的紡織助劑,特別是那些性能優良、價格低廉的紡織助劑產品,將會受到紡織部門的歡迎和廣泛應用。使紡織工業為廣大人民提供更絢麗、更豐富、更舒適的紡織產品。文章介紹了當前紡織用精細化工產品的概況,討論了紡織精細化工產品的應用現狀,對未來發展進行了展望,認為我國需積極發展精細化工產品來推動紡織工業發展。

關鍵詞:精細化工;紡織助劑;發展


精細化工是生產精細化學品工業的統稱,它是當今化工行業的熱門領域,在紡織新材料研發、生產中起重要作用。我國在1986年3月6日頒發的《精細化工產品分類暫行規定》中將精細化工產品分為11類,依據應用領域的不同又細分為很多種類,其中應用在紡織工業上的精細化學品主要是各種助劑。這些不同功能的助劑對紡織工業的發展影響重大,是極具發展前景的精細化工產品。

1.紡織用精細化工產品概況

1.1 常見產品分類與應用

紡織助劑按形態可分為液體型和固體型兩類。液體型助劑具有使用方便、計量準確的特點。固體型助劑主要有四種形式,分別是顆粒狀、粉末狀、微球狀和薄片狀。與液體型助劑相比,固體型助劑更易于運輸和貯存。

紡織助劑也可按照用途分類,根據紡織生產工序所用的助劑不同,分為紡紗織造用劑、前處理助劑、染色助劑、印花助劑、后整理劑等。紡紗織造用劑主要用于紡紗過程防止、消除靜電積累,提高纖維間的抱合力以及降低織造過程紗線斷頭率等;前處理助劑一般用于協助去除織物上的雜質,使織物的表面更光潔、面料滲透性更好,以便后續加工,前處理劑主要包括漂白穩定劑、滲透劑、潤濕劑等。染色助劑和印花助劑可合稱為印染助劑,常見的印染助劑有勻染劑、黏合劑、固色劑等。后整理劑主要用在紡織品的后整理中,常見的有平滑劑、防皺劑、阻燃劑、防污防油劑等,后整理助劑可賦予織物不同的功能,如防皺整理劑可使面料易于打理,阻燃整理劑可使面料不易起火燃燒,防污防油劑可使面料抵抗油污。

1.2 國內外紡織助劑的發展現狀

全世界紡織助劑有近100個門類[1],生產的品種約1.6萬個,年產量近410萬t。目前生產規模較大的紡織助劑企業主要集中在西歐和日本等發達國家和地區,其中重點企業有科萊恩、拜耳、巴斯夫、汽巴等。

當前我國紡織助劑市場快速發展,國產助劑的自給率一直保持在90%以上。我國生產的紡織助劑品種約1500個,品種有乳化劑、固色劑、柔軟劑、樹脂整理劑等。生產企業大部分分布在東部沿海地區,其中主要的企業有丹東恒星化工有限公司、浙江宏達化學制品有限公司、佛山市高明富聯精細化工有限公司、上海大祥化學工業有限公司等。

2.幾種精細化工產品的應用現狀

2.1 固色劑

目前國內外對紡織品的色牢度和甲醛含量都在嚴格把控,因此紡織品在染色工序時要加入固色劑進行固色處理。固色劑是紡織印染行業常用的助劑之一,可以提高染料在織物上的牢度。我國印染行業早期使用的固色劑多為固色劑Y、固色劑M等,這些固色劑多含有游離甲醛,制成服裝穿著后會逐漸釋放出有害物質,不利于人體健康。

近年來,無甲醛固色劑順應時代要求被成功研發出來,如咪唑啉類固色劑、環氧氯丙烷與多乙烯多胺合成的固色劑(如固色F[2]、固色劑MRT-1[3])、多胺類固色劑(如固色劑H[4]、固色劑GQ-600[5])等,都是市面上較常用的無醛固色劑。這些產品的固色性能較固色劑Y有了很大的提高,而且不含甲醛,但在其他方面也存在一定的缺陷。如多胺類固色劑由于分子中含有較多伯胺、仲胺及叔胺等結構,易被氧化而導致色變;環氧氯丙烷與多乙烯多胺合成的固色劑的耐皂洗色牢度不高。

鑒于上述無甲醛固色劑的缺點,開發新型固色劑成為研究熱點[6]。李洪霞[7]等開發了一種溶膠-凝膠型固色劑,利用微小的溶膠粒子在織物表面形成三維網狀結構的薄膜,達到固色的目的;張振華[8]等開發了納米型固色劑,利用高分子納米有機硅形成的薄膜來提高織物的色牢度。

2.2 表面活性劑

表面活性劑主要用于降低溶液的表面張力,可起到潤濕、乳化、發泡等作用,是紡織助劑中用量最大的一類物質,被形象地稱為“工業味精”。上世紀50年代開始,我國開始大力發展表面活性劑工業;到80年代,研發的表面活性劑品種約有130個;到21世紀初,表面活性劑的品種已達近2000個。

表面活性劑分為陽離子型、陰離子型、非離子型和兩性離子型,不同類型的劑型在紡織工業中的應用也有所區別。常用的陰離子型表面活性劑有烷基苯磺酸鈉、烷基磺酸鈉等;常用的非離子型表面活性劑有烷基醇磷酸酯、烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚等;陽離子型表面活性劑目前開發和生產的重點是季銨鹽類,其可很好地吸附在纖維表面,能起到抗靜電的作用;常見的兩性離子型表面活性劑如甜菜堿型和咪唑啉型。

隨著人們對紡織品的要求越來越高,更多具有功能性的表面活性劑被開發出來,如黃忠林[9]等合成了一種季銨鹽類表面活性劑,可用于皮革的防霉。

2.3 化纖油劑

化纖油劑主要用于化纖纖維如滌綸、腈綸等紡絲過程中,它能夠消除生產過程中產生的靜電,使纖維具有優良的可紡性。從上世紀50年代的礦物油到如今的多成分和添加劑的新型油劑,化纖油劑歷經多次突破和創新。當今化纖油劑研發的關鍵在于油劑的抗靜電性、柔軟性和平滑性,因此,不斷提升抗靜電表面活性劑、乳化劑及平滑劑的功能及研發油劑合成新技術是化纖油劑發展的關鍵。

化纖油劑中的平滑劑主要是聚醚、合成脂肪酸酯和少量礦物油;抗靜電劑主要是烷基醚磷酸酯和烷基磷酸酯[10];乳化劑主要是聚氧乙烯醚類化合物。當前對化纖油劑的研究成果有很多,如周永凱[11]等利用對苯二甲酸及乙二醇等原料合成了一種新型抗靜電劑,用于羊毛/聚酯纖維混紡織物的整理,使織物的抗靜電性顯著提高;王鳳[12]等利用平滑劑680對純棉針織物進行整理,減少了縫紉針洞的形成。

2.4 阻燃劑

阻燃劑是一類功能性助劑,在紡織工業中主要是用來改變織物的燃燒性能。根據阻燃劑的成分組成,阻燃劑可分為鹵系、磷系、氮系、硅系等。近年來開發高效、低煙低毒和無塵阻燃劑成為阻燃科學發展的重要方向[13]。

不同材質的紡織品所用的阻燃劑是不同的,對于纖維素纖維織物,常用的阻燃劑為含磷化合物,如氧化磷、聚磷酸銨、磷雜環化合物、四羥甲基氯化磷;滌綸織物的阻燃劑常為環狀磷酸酯化合物;滌棉混紡織物常用的阻燃劑為乙烯基磷酸酯低聚物。由于硼系阻燃劑出色的阻燃性和綠色環保性,也成為開發熱點之一。

丁佩佩[14]等人通過二步法合成新型膨脹阻燃劑,將其應用在滌綸面料上,阻燃效果優異;A. Sierra Fernandez[15]等采用水熱法制備了納米級Mg(OH)2,并通過原位聚合法制備了微膠囊阻燃劑,提高了纖維素纖維的極限氧指數,使纖維具有較好的阻燃性能。隨著科學技術的不斷發展,阻燃劑正朝著微膠囊化、超細化、復合化高速發展。

3.紡織用精細化工產品的發展方向

3.1 開發環保型產品

環保型助劑指不含甲醛、重金屬,含量不超過限量,不含致癌芳胺、環境激素等[16]有害物質的紡織助劑。紡織品中是否含有有害物質及殘余量的多少與所使用的助劑直接相關,環保型產品在應用時應滿足低毒、低甲醛或無甲醛等環保要求。為滿足可持續性發展的要求,Sanda VISAN[17]等建議使用植物油或化學廢物制作表面活性劑,制得的產品與進口產品性能相似,價格較低并對環境的影響小。

3.2 開發專用產品

過去幾年里越來越多的新纖維及新型紡織品涌現對助劑提出了更高的要求,染整新技術的出現,也需要特定的助劑,因此亟待開發適應新材料、新工藝的專用精細化工產品。

3.3 開發新型產品

目前紡織用的各類精細化工產品同質化情況嚴重,很多企業生產的產品性能相同或相近,形成爭搶市場、互拼價格的局面。另一方面,整個行業創新意識欠佳,企業自主開發能力較弱,很多產品仍依賴于進口。開發新型產品,是提升企業自身競爭力的關鍵,也是推動紡織工業發展的關鍵。

3.4 開發新合成技術

雖然我國的紡織助劑行業整體產業規模不小,但技術和設備較發達國家差距明顯。主要體現在精細合成單元反應仍采用傳統工藝,高新技術(如骨架鎳催化加氫技術、酶催化技術等)應用不多。因此,要真正做到紡織助劑精細化,必須大力開發新合成技術。

4.結語

紡織用精細化工產品的發展對整個中國紡織工業影響巨大,加快紡織助劑的技術進步、提升產品質量、實現綠色環保都是推動紡織工業發展的重點。

當前,紡織用精細化工產品正高速發展,適應各種紡織用的新品種、新技術層出不窮,未來必將在紡織工業上有更大作為。

 

參考文獻:

[1]蔡繼權.紡織印染助劑的發展[J].紡織導報,2010(09):106- 108.

[2]徐東平,錢理忠,叢君蘭,葉堯亮.固色劑F的研制與應用[J].印染助劑,1994(03):25-26.

[3]張雄,毛培,向敏虎.無醛固色劑MRT-1的研制與應用[J].印染助劑,2005(02):5-6.

[4]楊建平,邵炳榮.無醛固色劑H的研制[J].寧波高等??茖W校學報,1998(02):38-40.

[5]朱國華,管永華.環保型固色劑GQ-600研制與應用[J].南通工學院學報,2000(02):28-32.

[6] UEDA T,KAGENO K.Methods for improve color fastness of reactive dyes on cellulose withallylamine copolymers:US 4678474[P].1987-07-07.

[7]李洪霞.溶膠-凝膠法提高染料染色牢度的研究[D].天津:天津工業大學,2005.

[8]張振華,朱新衛,姜希.納米固色劑Tinokin VG在燈芯絨上的應用探討[J].染整技術,2005(03):17-19.

[9]Huang Zhonglin,Tang Yi,Yang Lu,et al.Synthesis of paraben quater-nary ammonium salt surfactant and its anti-mold properties[J].Western Leather,2010,32(1):13-15.

[10]劉方方,曹亞瓊,王超.化纖油劑的剖析方法[J].印染助劑,2008(05):40-44.

[11]周永凱,王春生.新型抗靜電劑的開發及其在毛紡上的應用[J].毛紡科技,2001(01):28-30.

[12]王鳳,胡力主,楊曉輝.新型柔軟平滑劑680在純棉針織物防針洞整理上的應用[J].印染助劑,2013,30(12):42-44.

[13]唐孝明,葉皓華,張淑云.真絲綢阻燃研究進展[J].山東紡織科技,2008,49(06):51-54.

[14]丁佩佩,張燈青,葛鳳燕等.新型膨脹阻燃劑的合成及其在滌綸織物中的應用[J].合成化學,2010,18(01):13-15.

[15] Sierra-Fernandez A,Gomez-Villalba L S,Milosevic O,et al.Synthesis and morpho-structural characterization of nanostructured magnesium hydroxide obtained by a hydrothermal method[J]. Ceramics International,2014,40(8): 12285-12292.

[16]季浩.紡織染整助劑中有害物質檢測方法研究進展[J].染料與染色,2017,54(03):46-55.

[17] Sanda VISAN,Ligia Florica BOTEZ.Auxiliaries for the textile industry and environmental protection[J].Economia: Seria Management,2010,13(1):195.

 

作者簡介:

何  麗,陜西安康人,博士研究生。主要研究領域為紡織化學的研發與應用、新型染整技術的開發、傳統印染技術、印染污染物處理、紡織信息系統集成等。

郵  箱:tougaodp@sina.cn

 




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